幾種水田和旱地土壤呼吸特征及溫度敏感性研究.pdf

1、土壤呼吸所排放的CO2是大氣中CO2的重要來源之一，土壤巨大的碳庫使得土壤呼吸的微小變化就會對大氣中CO2濃度和氣候變化產(chǎn)生重要影響。土壤呼吸對溫度等環(huán)境因子的變化響應(yīng)敏感，并決定著土壤CO2的排放。不同土壤其呼吸排放的CO2與溫度變化之間有很好地相關(guān)關(guān)系。隨著全球氣候變暖的加劇，全球氣候變化與碳循環(huán)之間的關(guān)系越來越受到關(guān)注。為此，在全球氣候變暖的背景下，探討水田和旱地土壤呼吸對溫度變化的響應(yīng)，對于了解未來氣候變化的趨勢有著非常重要的意

2、義。
　　 本研究在室外對不同溫度處理(鼓風(fēng)機(jī)加熱的時(shí)間長短不同)種植粳稻(V1)和種植秈稻(V5)小區(qū)的植株行間土壤呼吸進(jìn)行了研究；在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對幾種水田和旱地土壤及其不同土層深度(0～15cm和15～30cm)在不同溫度、水分處理下的CO2排放特征進(jìn)行了研究。研究結(jié)果如下：
　　 (1)種植粳稻(V1)和種植秈稻(V5)的土壤呼吸速率間無顯著差異，但前者CO2累積排放量顯著高于后者。土壤CO2排放速率隨水稻生長呈現(xiàn)波動

3、變化，但不同溫度處理的土壤CO2排放速率與大氣溫度和5cm土壤溫度之間相關(guān)性不顯著。土壤呼吸速率與可溶性有機(jī)碳(DOC)、微生物量碳(MBC)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。種植粳稻(V1)的土壤Q10值顯著高于種植秈稻(V5)的土壤，表明前者土壤呼吸溫度敏感性更高。
　　 (2)在90天的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，水田土壤的CO2排放速率和累積排放量顯著高于旱地土壤。25℃、35℃處理的土壤CO2排放速率顯著高于15℃處理。60%WHC(田間持水量)、9

4、0% WHC處理的土壤呼吸速率顯著高于30%WHC處理。同一水分條件下，3個(gè)溫度處理的水田土壤CO2排放速率均顯著高于旱地土壤。0～15cm土壤的CO2排放速率與累積排放量顯著高于15～30cm土壤。不同土壤Q10值隨水分含量增加而有所增加。15～30cm土壤Q10值高于0～15cm土壤，但差異性不顯著。不同溫度下土壤CO2累積排放量均與土壤總有機(jī)碳、有機(jī)碳組分F1(易氧化)、腐殖酸碳、胡敏酸碳、富里酸碳顯著相關(guān)。僅25℃處理的土壤CO

5、2累積排放與有機(jī)碳組分F1、F2、F3(易氧化程度依次降低)顯著相關(guān)。Q10值與總有機(jī)碳、有機(jī)碳組分F1、F2、F3、腐殖酸碳、胡敏酸碳、富里酸碳呈負(fù)相關(guān)。
　　 (3)在15天的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，不同土壤均表現(xiàn)出前7天CO2排放速率較快，其后變緩。水田土壤的CO2排放速率和累積排放量顯著高于旱地土壤。由于旱地土壤間有機(jī)碳含量不同，CO2排放亦有顯著差異，有機(jī)碳含量高的土壤CO2排放速率和累積排放量顯著高于有機(jī)碳含量較低的土壤。不同土

6、壤CO2平均排放速率和累積排放量均隨溫度升高顯著增加。土壤CO2平均排放速率及累積排放量與土壤有機(jī)碳、腐殖酸碳、富里酸碳均有顯著相關(guān)關(guān)系。Q10值在不同土壤間有不顯著差異，Q10值與全土及不同粒級團(tuán)聚體土壤總有機(jī)碳、腐殖酸碳、胡敏酸碳、富里酸碳正相關(guān)，不同粒級團(tuán)聚體的相關(guān)系數(shù)不同。
　　 一定溫度范圍內(nèi)，土壤呼吸隨溫度升高而增強(qiáng)，且低溫下土壤呼吸對溫度變暖的響應(yīng)更為顯著。水分含量低時(shí)，微生物呼吸較弱，水分含量增加后微生物呼吸增強(qiáng)